高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定化妝品中7種乙醇胺類化合物的含量

徐 慧,遲少云,王曉雯,王 超,楊 釗

(青島市食品藥品檢驗(yàn)研究院,青島 266071)

乙醇胺類化合物廣泛應(yīng)用于表面活性劑、醫(yī)藥、樹脂工業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域,在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中具有重要地位,其在化妝品中主要作為增濕劑、乳化劑、pH調(diào)節(jié)劑使用。研究表明,此類物質(zhì)對(duì)人體皮膚有一定的刺激性,可以吸收皮膚組織中的水分,使組織蛋白變性、脂肪皂化,破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu),長(zhǎng)期反復(fù)接觸會(huì)出現(xiàn)皮膚色素沉積或者手指潰瘍等,嚴(yán)重者甚至可能引起肝、腎損傷,對(duì)人體健康產(chǎn)生危害[1]。SN/T 2107—2008《進(jìn)出口化妝品中一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺的測(cè)定方法》將一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等3種乙醇胺類化合物列入質(zhì)量控制指標(biāo);《化妝品安全技術(shù)規(guī)范(2015年版)》規(guī)定三鏈烷胺類、三鏈烷醇胺及其鹽類物質(zhì)在駐留類化妝品中的總質(zhì)量分?jǐn)?shù)應(yīng)在2.5%以內(nèi),原料中仲鏈烷胺的質(zhì)量分?jǐn)?shù)最大為0.5%,且不得與亞硝基類化合物一起使用。二甲基乙醇胺及二乙基乙醇胺作為一種添加劑廣泛用于化工、醫(yī)藥、化妝品等領(lǐng)域,在化妝品、護(hù)膚品中主要用作抗氧化劑、皮膚調(diào)理劑,但長(zhǎng)期過量使用可致皮膚敏感灼傷,引起皮炎和濕疹,而目前未見相應(yīng)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn),因此有必要建立相應(yīng)的檢驗(yàn)方法并將其列入質(zhì)量控制指標(biāo)。

國(guó)內(nèi)外對(duì)乙醇胺類化合物的檢測(cè)研究大多應(yīng)用于化妝品、食品、醫(yī)藥、廢水、紡織化工、氣體凈化及水泥工業(yè)等領(lǐng)域,檢測(cè)方法主要有滴定法[2]、高效液相色譜法[3]、離子色譜法[4-5]、氣相色譜法[6-7]、氣相色譜-質(zhì)譜法[8]、液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法[9]等。目前《化妝品安全技術(shù)規(guī)范(2015年版)》中對(duì)二甲胺、二乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺等5種乙醇胺類化合物采用離子色譜法定量,氣相色譜-質(zhì)譜法定性,其中離子色譜法分析過程中的影響因素較多,對(duì)提取溶液酸度、離子色譜柱的要求較高,且會(huì)有陽離子干擾;此外,用氣相色譜-質(zhì)譜法定性時(shí),由于二甲胺沸點(diǎn)低,常在溶劑峰前出峰,加之化妝品基質(zhì)復(fù)雜,增加了樣品分析的難度。因此,本工作提出了高效液相色譜-串聯(lián)質(zhì)譜法同時(shí)測(cè)定化妝品中7種乙醇胺類化合物含量的方法,除了對(duì)標(biāo)準(zhǔn)中5種乙醇胺類化合物進(jìn)行定量定性分析外,還增加了二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺的分析,使檢測(cè)更加全面,為日常化妝品質(zhì)量監(jiān)督提供更加快捷、準(zhǔn)確的技術(shù)保障。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

1260 prime-G6470A 型高效液相色譜-串聯(lián)四極桿質(zhì)譜聯(lián)用儀;AS 10200BT 型超聲儀;Sartourious BT125D 型電子天平;MS 3 basic 型渦旋振蕩器。

二甲胺標(biāo)準(zhǔn)溶液:2 000 mg·L—1。

單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:取二乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺標(biāo)準(zhǔn)品各約30 mg,用體積比1∶9的0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈混合液溶解,并定容至10 mL,搖勻,配制成二乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺質(zhì)量濃度約3 g·L—1的單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。

混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:取適量的單標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液及二甲胺標(biāo)準(zhǔn)溶液于同一容量瓶中,用體積比1∶9的0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈混合液稀釋、定容,搖勻,配制成三乙醇胺質(zhì)量濃度為0.039 27 g·L—1、二乙基乙醇胺質(zhì)量濃度為0.028 99 g·L—1、二乙胺質(zhì)量濃度為0.224 5 g·L—1、乙醇胺質(zhì)量濃度為0.220 5 g·L—1、二乙醇胺質(zhì)量濃度為0.229 2 g·L—1、二甲基乙醇胺質(zhì)量濃度為0.866 0 g·L—1、二甲胺質(zhì)量濃度為0.160 0 g·L—1的混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液。

二乙胺、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、二甲基乙醇胺、二乙基乙醇胺標(biāo)準(zhǔn)品純度均不小于99.00%;乙腈、甲醇、甲酸、乙酸銨均為色譜純;試驗(yàn)用水為一級(jí)水。

爽膚水(水基類)、潤(rùn)膚乳(乳基類)、滋潤(rùn)面霜(霜基類)等3種不同類型基質(zhì)的化妝品。

1.2 儀器工作條件

1.2.1 色譜條件

Agilent Infinity Lab Poroshell 120 HILIC-Z色譜柱(100 mm×2.1 mm,2.7μm);柱溫30 ℃;流動(dòng)相A 為0.005 mol·L—1乙酸銨溶液,B 為乙腈;流量0.3 mL·min—1;進(jìn)樣體積5μL。梯度洗脫程序:0～5.0 min 時(shí),A 由10% 升至20%,保持3.0 min;8.0～10.0 min 時(shí),A 由20%升 至40%;10.0～10.5 min 時(shí),A 由40% 降 至10%,保持3.5 min。

1.2.2 質(zhì)譜條件

電噴霧離子(ESI)源,正離子(ESI＋)模式掃描;干燥氣溫度300 ℃,干燥氣流量5 L·min—1;霧化氣壓力0.3 MPa;鞘氣溫度250℃,鞘氣流量11 L·min—1;毛細(xì)管電壓3 500 V,噴嘴電壓500 V;碰撞氣為高純氮?dú)?動(dòng)態(tài)多反應(yīng)監(jiān)測(cè)(MRM)模式檢測(cè);其他質(zhì)譜參數(shù)見表1,其中“*”代表定量離子。

表1 質(zhì)譜參數(shù)Tab.1 MS parameters

1.3 試驗(yàn)方法

稱取樣品0.5 g于10 mL 離心管中,加入適量的體積比1∶9的0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈混合液,振蕩2 min,超聲提取15 min,冷卻至室溫后,再用體積比1∶9的0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈混合液定容至10 mL,過0.22μm 濾膜。若樣品溶液過濾困難,則以5 000 r·min—1轉(zhuǎn)速離心5 min后,取上清液過濾。取續(xù)濾液1 mL 于5 mL容量瓶中,用體積比1∶9的0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈混合液稀釋至刻度,搖勻,過0.22μm 濾膜,濾液按照儀器工作條件進(jìn)行測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 色譜條件的選擇

2.1.1 色譜柱

試驗(yàn)分別考察了SILICA SG120(150 mm×2.0 mm,5μm)、CAPCELL NH2UG80(150 mm×2.0 mm,5μm)、Agilent Infinity Lab Poroshell 120 HILIC-Z(100 mm×2.1 mm,2.7μm)等3種色譜柱對(duì)7種乙醇胺類化合物分離效果的影響[10]。結(jié)果表明:使用SILICA SG120、CAPCELL NH2UG80色譜柱時(shí),7種乙醇胺類化合物雖然均有保留,但峰形較差,分離效果不佳;使用Agilent Infinity Lab Poroshell 120 HILIC-Z色譜柱時(shí),除二乙基乙醇胺與二乙胺外,其余5種乙醇胺類化合物在12 min內(nèi)可實(shí)現(xiàn)較好分離,雖然二乙基乙醇胺與二乙胺色譜峰重合,但是優(yōu)化的質(zhì)譜條件可以使二者得到分離且互不干擾,滿足定性定量的需求。Agilent Infinity Lab Poroshell 120 HILIC-Z色譜柱的填料是親水性的,乙醇胺類化合物極性較強(qiáng)且含有親水性基團(tuán),因此此類化合物在該色譜柱上的分離效果較好。綜上分析,試驗(yàn)選用Agilent Infinity Lab Poroshell 120 HILIC-Z 色譜柱進(jìn)行分離?；旌蠘?biāo)準(zhǔn)溶液的MRM 色譜圖見圖1。

圖1 混合標(biāo)準(zhǔn)溶液的MRM 色譜圖Fig.1 MRM chromatogram of the mixed standard solution

2.1.2 流動(dòng)相體系

緩沖鹽可以破壞填料與目標(biāo)物的相互作用,將目標(biāo)物有效地洗脫出來,但是緩沖鹽含量過高會(huì)增加質(zhì)譜檢測(cè)的離子抑制程度,從而對(duì)檢測(cè)靈敏度產(chǎn)生負(fù)面影響。根據(jù)Agilent Infinity Lab Poroshell 120 HILIC-Z 色譜柱的特性,試驗(yàn)分別選用0.2%(體積分?jǐn)?shù),下同)甲酸溶液-甲醇、0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-甲醇、0.2% 甲酸溶液-乙腈、0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈作為流動(dòng)相體系測(cè)定同一混合標(biāo)準(zhǔn)溶液。結(jié)果表明:以0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-甲醇、0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈為流動(dòng)相體系時(shí),各目標(biāo)物重現(xiàn)性較好,而0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈為流動(dòng)相體系時(shí),7種目標(biāo)物的響應(yīng)值及峰形更好。綜合考慮出峰時(shí)間、分離度和峰形等因素,試驗(yàn)選擇的流動(dòng)相體系為0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈。

2.2 質(zhì)譜條件的選擇

在ESI＋和電噴霧離子源負(fù)離子(ESI—)掃描模式下,分別對(duì)7 種乙醇胺類化合物單標(biāo)準(zhǔn)溶液(500μg·L—1)進(jìn)行質(zhì)譜參數(shù)優(yōu)化。結(jié)果表明:7種目標(biāo)物均在ESI＋掃描模式下獲得最佳的準(zhǔn)分子離子峰,并得到最優(yōu)的碎裂電壓;通過二級(jí)質(zhì)譜掃描,選擇特征峰明顯、豐度較高的兩個(gè)子離子分別作為定量及定性離子,并優(yōu)化其碰撞能量,最終得到7種目標(biāo)物完整的MRM 方法。優(yōu)化的質(zhì)譜參數(shù)見1.2.2節(jié)。

2.3 基質(zhì)效應(yīng)

試驗(yàn)采用相對(duì)響應(yīng)值法進(jìn)行基質(zhì)效應(yīng)的考察[11-13]。按照1.3節(jié)試驗(yàn)方法處理水基類、乳基類和霜基類共3 種類型的陰性樣品,分別用體積比1∶9的0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈混合液(溶劑)和空白樣品溶液配制300μg·L—1的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液和空白基質(zhì)加標(biāo)混合標(biāo)準(zhǔn)溶液,測(cè)定后計(jì)算目標(biāo)物在兩種溶液中的定量離子峰面積的比值;若目標(biāo)物在空白基質(zhì)和溶劑中的定量離子峰面積的比值為0.8～1.2,證明基質(zhì)干擾程度較低。結(jié)果顯示:7種目標(biāo)物在水基類空白基質(zhì)和溶劑中的定量離子峰面積的比值為0.9～1.1,在乳基類空白基質(zhì)和溶劑中的定量離子峰面積的比值為0.8～0.9,在霜基類空白基質(zhì)和溶劑中的定量離子峰面積的比值為0.8～1.2,說明本方法基質(zhì)效應(yīng)在可接受范圍內(nèi)。

2.4 專屬性試驗(yàn)

選取水基類、乳基類和霜基類共3種類型的陰性樣品,分別按照1.3節(jié)試驗(yàn)方法進(jìn)樣測(cè)定,結(jié)果發(fā)現(xiàn)3種類型的樣品在ESI＋掃描模式下均未見干擾7種目標(biāo)物的色譜峰,說明方法的專屬性良好。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

分別取混合標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液100,250,500,1 000,2 000,3 000μL至50 mL容量瓶中,用體積比1∶9的0.005 mol·L—1乙酸銨溶液-乙腈混合液稀釋至刻度,配制成6個(gè)濃度水平的混合標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。按照儀器工作條件測(cè)定,以目標(biāo)物的質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),對(duì)應(yīng)的定量離子峰面積為縱坐標(biāo)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線,結(jié)果見表2。

表2 線性參數(shù)和檢出限Tab.2 Linearity parameters and detection limits

以3倍信噪比(S/N)計(jì)算檢出限(3S/N),結(jié)果見表2。

2.6 精密度和回收試驗(yàn)

按照試驗(yàn)方法分別對(duì)水基類、乳基類和霜基類共3種類型的陰性樣品進(jìn)行低、中、高等3個(gè)濃度水平加標(biāo)回收試驗(yàn),每個(gè)濃度水平平行測(cè)定6 次,計(jì)算回收率和測(cè)定值的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD),結(jié)果見表3。

表3 精密度和回收試驗(yàn)結(jié)果(n＝6)Tab.3 Results of tests for precision and recovery(n＝6)

由表3可知,7種乙醇胺類化合物的回收率為88.0%～115%,測(cè)定值的RSD 為0.20%～5.7%。說明該方法具有良好的準(zhǔn)確度和精密度,可滿足相關(guān)定量分析要求。

2.7 樣品測(cè)定

按照試驗(yàn)方法對(duì)本地區(qū)抽檢的20批化妝品進(jìn)行分析,其中17批化妝品中均未檢出目標(biāo)物,3批化妝品中檢出三乙醇胺,包括1批乳液、1批嬰兒面霜、1批面膜產(chǎn)品,質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.46%,0.17%,1.0%,均未超過三乙醇胺在駐留類化妝品中的最大允許使用量2.5%。陰性樣品和陽性樣品的色譜圖見圖2。

圖2 陰性樣品和陽性樣品的色譜圖Fig.2 Chromatograms of the negative and positive samples

本工作提出了高效液相色譜法-串聯(lián)質(zhì)譜法測(cè)定化妝品中7種乙醇胺類化合物含量的方法。該方法專屬性強(qiáng)、靈敏度高、操作簡(jiǎn)便,能在較短時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)檢測(cè),大大提高了工作效率,完善了《化妝品安全技術(shù)規(guī)范(2015年版)》中乙醇胺類化合物的定性定量方法,為化妝品的質(zhì)量控制提供了有力的技術(shù)支持。